Какова скорость, с которой начала двигаться платформа с пушкой, если из неё вылетает снаряд массой 200 кг под углом 60 градусов к горизонту со скоростью 400 м/с относительно Земли, а общая масса платформы составляет 65 тонн?
Физика10 классЗакон сохранения импульсаскорость платформыпушкаснарядугол 60 градусовмасса 200 кгскорость 400 м/смасса платформы 65 тоннфизиказакон сохранения импульсадвижение снаряда
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения импульса. Он гласит, что если на систему не действуют внешние силы, то её импульс сохраняется.
Давайте обозначим:
Сначала найдем горизонтальную и вертикальную составляющие скорости снаряда. Снаряд вылетает под углом 60 градусов, поэтому:
Теперь, согласно закону сохранения импульса, начальный импульс системы равен конечному импульсу:
Начальный импульс системы (до выстрела) равен нулю, так как ни снаряд, ни платформа не двигались:
Конечный импульс системы (после выстрела) равен сумме импульсов снаряда и платформы:
Здесь v_p со знаком минус, потому что платформа будет двигаться в противоположном направлении относительно выстрела снаряда.
Сравнивая начальный и конечный импульс, получаем:
0 = m1 * v_sx - m2 * v_pТеперь подставим известные значения:
0 = 200 * 200 - 65000 * v_pРешим это уравнение для v_p:
Таким образом, скорость, с которой начала двигаться платформа с пушкой, составляет примерно 0.615 м/с в направлении, противоположном движению снаряда.